CN105427064A - 一种基于吊车定位系统的钢卷库存控制方法 - Google Patents

Abstract

一种基于吊车定位系统的钢卷库存控制方法，安装吊车激光定位系统级运输链跟踪定位系统，对钢卷库内库位及轧线运输链进行坐标定位，建立对每一个钢卷的库位跟踪，利用激光测量技术检测吊车的运行坐标，将坐标信息与吊车作业命令相结合，针对钢卷在运输链的运行位置进行跟踪，直到钢卷下线入钢卷库为止。通过确定钢卷库内堆放原则，建立数学模型及算法，结合吊车定位系统进行钢卷库库存的优化控制，可准确系统地分析钢卷库存状况，完善钢卷库管理系统的功能，使吊车定位与钢卷库管理高度契合，实现钢卷库作业自动化，提高库存量，同时提高钢卷库的周转率和人员的作业效率，降低人工成本，加快生产节奏。

Description

一种基于吊车定位系统的钢卷库存控制方法

技术领域

本发明属于应用软件及数据库开发控制领域，特别涉及一种基于吊车定位系统的热轧钢卷库库存优化控制方法。

背景技术

某公司1700mm热轧生产线是按照用户订单组织生产的连铸—连轧生产线，轧制节奏快，从理论上来说，其钢卷库、成品库的库存量不应该太高。但目前库存量却普遍较高，不仅占用了大量流动资金，延长了生产周期，增大了生产成本，而且有时会干扰或者阻碍生产的正常进行。因此应该正确地、系统地分析库存问题，对库存进行有效的控制。

钢卷库管理系统是热轧厂制造执行系统的子系统，主要负责对钢卷库内进行物流管理。目前，由于钢卷库管理信息系统自动化程度不高，因此无法实时确定钢卷库内的卷位信息和钢卷情况，不能很好地实现物流管理。通过对钢卷库物流流程的分析，钢卷库管理系统没有优化功能，轧线运输链及吊车上无终端，没有实现信息化，卷库与运输系统没有集成。因此需要改造现有系统功能，设计实施库存优化控制方法，提高钢卷库内作业效率，降低人工成本从而提高生产效率。

发明内容

本发明旨在提供一种可准确系统地分析钢卷库存状况，实现对库存的有效控制，提高库存量，加快生产节奏的基于吊车定位系统的钢卷库存控制方法。

为此，本发明所采取的解决方案是：

一种基于吊车定位系统的钢卷库存控制方法，其特征在于：

一、安装吊车激光定位系统级运输链跟踪定位系统，对钢卷库内库位及轧线运输链进行坐标定位，并建立对每一个钢卷的库位跟踪。

二、利用激光测量技术检测吊车的运行坐标，将坐标信息与吊车作业命令相结合，一同显示在车载终端，并将吊车工操作的结果实时传送给钢卷库管理系统。

三、运输链跟踪针对钢卷在运输链的运行位置进行跟踪，直到钢卷下线入钢卷库为止；钢卷库管理系统接受下级计算机保存的运输链映像记录在数据库。

四、确定钢卷库内堆放原则，建立钢卷堆放策略

(1)库位建议原则：

a.选择各自区域中的库位：根据钢卷的质量状态将钢卷库分为合格品区和不合格品区，封锁钢卷入不合格品区；

b.按作业方便来建议库位：按距离装卸位置由近到远建议库位；

c.同一合同的钢卷堆放在一起：同一合同的钢卷安排在同一精整计划单元；出库时也一起作业，安排在同一发货单元；入库建议库位时堆放在一起。

(2)钢卷库建议库位时的物理限制：

下层钢卷的限制：

外径限制：左边库位有钢卷时，则对象钢卷与左边钢卷的外径差≤200mm；

宽度限制：左边库位有钢卷时，则对象钢卷与左边钢卷的宽度差≤200mm；

上层钢卷的限制：

外径限制：A0≤1700mm

&|A1-A2|≤200mm

&|A0-A1|≤200mm&|A0-A2|≤200mm

宽度限制:|B1-B2|≤100mm

&|B0-B1|≤100mm&|B0-B2|≤100mm

(3)钢卷堆放时的逻辑限制：

当出现下述情况时，不能建议有关库位：

a.当目标库位是上层库位，与其相邻库位为源库位即倒垛源或出库源有命令生成时，不可决定其上层库位；

b.当目标库位是上层库位时，如果其相邻库位或左或右或双方无钢卷时，不可决定其上层库位；

c.当倒垛或者出库时，要先对上层钢卷生成命令，其后才能对下层钢卷生成命令；

d.不能对已经生成命令的钢卷重复生成命令；

e.当某个库位已被预约时，不能再作为目标库位；

f.当双层建议库位时，建议下层按钢卷1、钢卷2、钢卷4布置，上层按照钢卷3放置在钢卷1、钢卷2上面，钢卷5放置在钢卷2、钢卷4上面的顺序决定库位；

g.当目标库位是上层库位时，如果其相邻库位或左或右为单层堆放卷即上层不允许压卷时，不可决定其上层库位。

(4)考虑库位的封锁状态：

因库内作业出现库位被置为封锁状态时，建议库位时要考虑库位状态。

(5)同规格、同材质的钢卷堆放在一起：

同规格是指具有相同的宽度、厚度；同材质是指具有相同的钢种代码，同规格、同材质的钢卷发货前可以相互串合同，堆放在一起便于管理。

(6)允许有一定量的混合堆垛：

少量钢卷可混合堆垛，但混合堆垛的钢卷材质种类不宜过多。

(7)不超过堆垛高度限制：

根据钢卷库管理标准限制堆垛高度，防止钢卷被压而影响质量。

五、建立数学模型及算法

在钢卷库库区划分的基础上，自由搜索符合存放条件的库位；模型求解分为两步：第一步求出指定区域符合存放条件的库位条件值；第二步求出最佳库位。

第一步：库位条件值：

下层库位条件值：

Gd(X)＝α1δ1(X-2)+α2δ2(X-2)+α3δ3(X-2)+α4δ4(X-2)

其中：

式中：α1—合同相同系数；D1—合同相同库位；α2—外径相同系数；D2—在公差范围内的外径相同库位；α3—宽度相同系数；D3—在公差范围内的宽度相同库位；α4—钢种代码相同系数；D4—钢种代码相同库位。

上层库位条件值：

Gu(X)＝α1δ1(X+1)+α2δ2(X+1)+α3δ3(X+1)+α4δ4(X+1)+α5δ5(X+1)

+α1δ1(X-1)+α2δ2(X-1)+α3δ3(X-1)+α4δ4(X-1)+α5δ5(X-1)

其中：

式中：α1—合同相同条件系数；D1—合同相同库位；α2—在公差范围内的外径条件系数；D2—外径相同库位；α3—在公差范围内的宽度条件系数D3—宽度相同库位；α4—在公差范围内的重量条件系数；D4—重量大于钢卷重量的库位；α5—钢种代码条件系数；D5—钢种代码相同库位。

第二步：求解最佳库位：

求下层最佳库位：

设指定区域共有n个库位,分别运用上式计算出各个库位的条件值,Gd(X1),Gd(X2),……,Gd(Xn),则最佳库位Y为：

Y＝max(Gd(X1),Gd(X2),……,Gd(Xn))

求上层最佳库位：

设指定区域共有n个库位,分别运用上式计算出各个库位的条件值Gu(X1),Gu(X2),……,Gu(Xn),则最佳库位Y为：

Y＝max(Gu(X1),Gu(X2),……,Gu(Xn))

六、钢卷入库管理

根据钢卷库管理功能提供的作业计划信息和钢卷的去向、规格信息，依据热轧作业顺序、堆放规则以及钢卷库库图的情况自动生成预约信息；钢卷库管理功能在接收到一级计算机上传的钢卷成卷及钢卷跟踪起始信息后，依据钢卷的入库预约信息自动生成入库作业命令，并删除预约信息，同时将入库作业命令发送到吊车终端，完成热轧物料的入库作业。

七、钢卷库内管理

钢卷库管理系统对钢卷库内在制品库区、产成品库区、包装区、待处理物料库区以及盲区实施跟踪和管理；库管功能对所有在库物料的库位进行实时跟踪，记录物料当前的库内定位，更新物料的位置信息；同时，现场操作人员通过库位管理程序实时掌控钢卷库的库图情况，了解钢卷库库位的占用情况，分析库存，实现钢卷库库内作业的有序组织

八、钢卷发货管理

对于在库商品材钢卷的直接发货，库管功能根据发货计划信息，生成发货作业命令，发送给吊车终端，完成热轧物料的发出；对于厂际间的钢卷发出，库管功能按照发货计划实现物料的发出，从而满足厂际间的供料需求。

本发明的有益效果为：

本发明结合吊车定位系统进行钢卷库库存的优化控制，可准确系统地分析钢卷库存状况，完善钢卷库管理系统的功能，使吊车定位与钢卷库管理高度契合，实现钢卷库作业自动化，有效控制库存，提高库存量，同时提高钢卷库的周转率和人员的作业效率，降低人工成本，加快生产节奏。

附图说明

图1是钢卷堆放物理限制标示图；

图2是双层建议库位时钢卷堆放顺序图。

图2中：1、2、3、4、5分别表示钢卷1、钢卷2、钢卷3、钢卷4、钢卷5。

具体实施方式

本发明基于吊车定位系统的钢卷库存控制方法的具体内容和步骤为：

一、安装吊车激光定位系统级运输链跟踪定位系统，对钢卷库内库位及轧线运输链进行坐标定位，并建立对每一个钢卷的库位跟踪。

二、利用激光测量技术检测吊车的运行坐标，将坐标信息与吊车作业命令相结合，一同显示在车载终端，并将吊车工操作的结果实时传送给钢卷库管理系统。

三、运输链跟踪针对钢卷在运输链的运行位置进行跟踪，直到钢卷下线入钢卷库为止；钢卷库管理系统接受下级计算机保存的运输链映像记录在数据库。

四、确定钢卷库内堆放原则，建立钢卷堆放策略

(1)库位建议原则：

a.选择各自区域中的库位：根据钢卷的质量状态将钢卷库分为合格品区和不合格品区，封锁钢卷入不合格品区；

b.按作业方便来建议库位：按距离装卸位置由近到远建议库位；

c.同一合同的钢卷堆放在一起：同一合同的钢卷安排在同一精整计划单元；出库时也一起作业，安排在同一发货单元；入库建议库位时堆放在一起。

(2)钢卷库建议库位时的物理限制(见图1)：

下层钢卷的限制：

外径限制：左边库位有钢卷时，则对象钢卷与左边钢卷的外径差≤200mm；

宽度限制：左边库位有钢卷时，则对象钢卷与左边钢卷的宽度差≤200mm；

上层钢卷的限制：

外径限制：A0≤1700mm

&|A1-A2|≤200mm

&|A0-A1|≤200mm&|A0-A2|≤200mm

宽度限制:|B1-B2|≤100mm

&|B0-B1|≤100mm&|B0-B2|≤100mm

(3)钢卷堆放时的逻辑限制：

当出现下述情况时，不能建议有关库位：

a.当目标库位是上层库位，与其相邻库位为源库位即倒垛源或出库源有命令生成时，不可决定其上层库位；

b.当目标库位是上层库位时，如果其相邻库位或左或右或双方无钢卷时，不可决定其上层库位；

c.当倒垛或者出库时，要先对上层钢卷生成命令，其后才能对下层钢卷生成命令；

d.不能对已经生成命令的钢卷重复生成命令；

e.当某个库位已被预约时，不能再作为目标库位；

f.当双层建议库位时，建议钢卷顺序见图2所示，即下层按钢卷1、钢卷2、钢卷4布置，上层按照钢卷3放置在钢卷1、钢卷2上面，钢卷5放置在钢卷2、钢卷4上面的顺序决定库位；

g.当目标库位是上层库位时，如果其相邻库位或左或右为单层堆放卷即上层不允许压卷时，不可决定其上层库位。

(4)考虑库位的封锁状态：

因库内作业出现库位被置为封锁状态时，建议库位时要考虑库位状态。

(5)同规格、同材质的钢卷堆放在一起：

同规格是指具有相同的宽度、厚度；同材质是指具有相同的钢种代码，同规格、同材质的钢卷发货前可以相互串合同，堆放在一起便于管理。

(6)允许有一定量的混合堆垛：

少量钢卷可混合堆垛，但混合堆垛的钢卷材质种类不宜过多。

(7)不超过堆垛高度限制：

根据钢卷库管理标准限制堆垛高度，防止钢卷被压而影响质量。

五、建立数学模型及算法

在钢卷库库区划分的基础上，自由搜索符合存放条件的库位；模型求解分为两步：第一步求出指定区域符合存放条件的库位条件值；第二步求出最佳库位。

第一步：库位条件值：

下层库位条件值：

Gd(X)＝α1δ1(X-2)+α2δ2(X-2)+α3δ3(X-2)+α4δ4(X-2)

其中：

式中：α1—合同相同系数；D1—合同相同库位；α2—外径相同系数；D2—在公差范围内的外径相同库位；α3—宽度相同系数；D3—在公差范围内的宽度相同库位；α4—钢种代码相同系数；D4—钢种代码相同库位。

上层库位条件值：

Gu(X)＝α1δ1(X+1)+α2δ2(X+1)+α3δ3(X+1)+α4δ4(X+1)+α5δ5(X+1)

+α1δ1(X-1)+α2δ2(X-1)+α3δ3(X-1)+α4δ4(X-1)+α5δ5(X-1)

其中：

式中：α1—合同相同条件系数；D1—合同相同库位；α2—在公差范围内的外径条件系数；D2—外径相同库位；α3—在公差范围内的宽度条件系数D3—宽度相同库位；α4—在公差范围内的重量条件系数；D4—重量大于钢卷重量的库位；α5—钢种代码条件系数；D5—钢种代码相同库位。

第二步：求解最佳库位：

求下层最佳库位：

设指定区域共有n个库位,分别运用上式计算出各个库位的条件值,Gd(X1),Gd(X2),……,Gd(Xn),则最佳库位Y为：

Y＝max(Gd(X1),Gd(X2),……,Gd(Xn))

求上层最佳库位：

设指定区域共有n个库位,分别运用上式计算出各个库位的条件值Gu(X1),Gu(X2),……,Gu(Xn),则最佳库位Y为：

Y＝max(Gu(X1),Gu(X2),……,Gu(Xn))

六、钢卷入库管理

根据钢卷库管理功能提供的作业计划信息和钢卷的去向、规格信息，依据热轧作业顺序、堆放规则以及钢卷库库图的情况自动生成预约信息；钢卷库管理功能在接收到一级计算机上传的钢卷成卷及钢卷跟踪起始信息后，依据钢卷的入库预约信息自动生成入库作业命令，并删除预约信息，同时将入库作业命令发送到吊车终端，完成热轧物料的入库作业。

七、钢卷库内管理

钢卷库管理系统对钢卷库内在制品库区、产成品库区、包装区、待处理物料库区以及盲区实施跟踪和管理；库管功能对所有在库物料的库位进行实时跟踪，记录物料当前的库内定位，更新物料的位置信息；同时，现场操作人员通过库位管理程序实时掌控钢卷库的库图情况，了解钢卷库库位的占用情况，分析库存，实现钢卷库库内作业的有序组织

八、钢卷发货管理

对于在库商品材钢卷的直接发货，库管功能根据发货计划信息，生成发货作业命令，发送给吊车终端，完成热轧物料的发出；对于厂际间的钢卷发出，库管功能按照发货计划实现物料的发出，从而满足厂际间的供料需求。

Claims (1)

1.一种基于吊车定位系统的钢卷库存控制方法，其特征在于：

一、安装吊车激光定位系统级运输链跟踪定位系统，对钢卷库内库位及轧线运输链进行坐标定位，并建立对每一个钢卷的库位跟踪；

二、利用激光测量技术检测吊车的运行坐标，将坐标信息与吊车作业命令相结合，一同显示在车载终端，并将吊车工操作的结果实时传送给钢卷库管理系统；

三、运输链跟踪针对钢卷在运输链的运行位置进行跟踪，直到钢卷下线入钢卷库为止；钢卷库管理系统接受下级计算机保存的运输链映像记录在数据库；

四、确定钢卷库内堆放原则，建立钢卷堆放策略

(1)库位建议原则：

a.选择各自区域中的库位：根据钢卷的质量状态将钢卷库分为合格品区和不合格品区，封锁钢卷入不合格品区；

b.按作业方便来建议库位：按距离装卸位置由近到远建议库位；

c.同一合同的钢卷堆放在一起：同一合同的钢卷安排在同一精整计划单元；出库时也一起作业，安排在同一发货单元；入库建议库位时堆放在一起；

(2)钢卷库建议库位时的物理限制：

下层钢卷的限制：

外径限制：左边库位有钢卷时，则对象钢卷与左边钢卷的外径差≤200mm；

宽度限制：左边库位有钢卷时，则对象钢卷与左边钢卷的宽度差≤200mm；

上层钢卷的限制：

外径限制：A0≤1700mm

&|A1-A2|≤200mm

&|A0-A1|≤200mm&|A0-A2|≤200mm

宽度限制:|B1-B2|≤100mm

&|B0-B1|≤100mm&|B0-B2|≤100mm

(3)钢卷堆放时的逻辑限制：

当出现下述情况时，不能建议有关库位：

a.当目标库位是上层库位，与其相邻库位为源库位即倒垛源或出库源有命令生成时，不可决定其上层库位；

b.当目标库位是上层库位时，如果其相邻库位或左或右或双方无钢卷时，不可决定其上层库位；

c.当倒垛或者出库时，要先对上层钢卷生成命令，其后才能对下层钢卷生成命令；

d.不能对已经生成命令的钢卷重复生成命令；

e.当某个库位已被预约时，不能再作为目标库位；

f.当双层建议库位时，建议下层按钢卷1、钢卷2、钢卷4布置，上层按照钢卷3放置在钢卷1、钢卷2上面，钢卷5放置在钢卷2、钢卷4上面的顺序决定库位；

g.当目标库位是上层库位时，如果其相邻库位或左或右为单层堆放卷即上层不允许压卷时，不可决定其上层库位；

(4)考虑库位的封锁状态：

因库内作业出现库位被置为封锁状态时，建议库位时要考虑库位状态；

(5)同规格、同材质的钢卷堆放在一起：

同规格是指具有相同的宽度、厚度；同材质是指具有相同的钢种代码，同规格、同材质的钢卷发货前可以相互串合同，堆放在一起便于管理；

(6)允许有一定量的混合堆垛：

少量钢卷可混合堆垛，但混合堆垛的钢卷材质种类不宜过多；

(7)不超过堆垛高度限制：

根据钢卷库管理标准限制堆垛高度，防止钢卷被压而影响质量；

五、建立数学模型及算法

在钢卷库库区划分的基础上，自由搜索符合存放条件的库位；模型求解分为两步：第一步求出指定区域符合存放条件的库位条件值；第二步求出最佳库位；

第一步：库位条件值：

下层库位条件值：

Gd(X)＝α1δ1(X-2)+α2δ2(X-2)+α3δ3(X-2)+α4δ4(X-2)

其中：

式中：α1—合同相同系数；D1—合同相同库位；α2—外径相同系数；D2—在公差范围内的外径相同库位；α3—宽度相同系数；D3—在公差范围内的宽度相同库位；α4—钢种代码相同系数；D4—钢种代码相同库位；

上层库位条件值：

Gu(X)＝α1δ1(X+1)+α2δ2(X+1)+α3δ3(X+1)+α4δ4(X+1)+α5δ5(X+1)

+α1δ1(X-1)+α2δ2(X-1)+α3δ3(X-1)+α4δ4(X-1)+α5δ5(X-1)

其中：

式中：α1—合同相同条件系数；D1—合同相同库位；α2—在公差范围内的外径条件系数；D2—外径相同库位；α3—在公差范围内的宽度条件系数D3—宽度相同库位；α4—在公差范围内的重量条件系数；D4—重量大于钢卷重量的库位；α5—钢种代码条件系数；D5—钢种代码相同库位；

第二步：求解最佳库位：

求下层最佳库位：

设指定区域共有n个库位,分别运用上式计算出各个库位的条件值,Gd(X1),Gd(X2),……,Gd(Xn),则最佳库位Y为：

Y＝max(Gd(X1),Gd(X2),……,Gd(Xn))

求上层最佳库位：

设指定区域共有n个库位,分别运用上式计算出各个库位的条件值Gu(X1),Gu(X2),……,Gu(Xn),则最佳库位Y为：

Y＝max(Gu(X1),Gu(X2),……,Gu(Xn))

六、钢卷入库管理

根据钢卷库管理功能提供的作业计划信息和钢卷的去向、规格信息，依据热轧作业顺序、堆放规则以及钢卷库库图的情况自动生成预约信息；钢卷库管理功能在接收到一级计算机上传的钢卷成卷及钢卷跟踪起始信息后，依据钢卷的入库预约信息自动生成入库作业命令，并删除预约信息，同时将入库作业命令发送到吊车终端，完成热轧物料的入库作业；

七、钢卷库内管理

钢卷库管理系统对钢卷库内在制品库区、产成品库区、包装区、待处理物料库区以及盲区实施跟踪和管理；库管功能对所有在库物料的库位进行实时跟踪，记录物料当前的库内定位，更新物料的位置信息；同时，现场操作人员通过库位管理程序实时掌控钢卷库的库图情况，了解钢卷库库位的占用情况，分析库存，实现钢卷库库内作业的有序组织；

八、钢卷发货管理

对于在库商品材钢卷的直接发货，库管功能根据发货计划信息，生成发货作业命令，发送给吊车终端，完成热轧物料的发出；对于厂际间的钢卷发出，库管功能按照发货计划实现物料的发出，从而满足厂际间的供料需求。